ES2389751T3 - A new biomarker to monitor disease development and evaluate the efficacy of therapies - Google Patents
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Abstract
Un método para monitorizar el desarrollo de una enfermedad en un paciente, en donde dicha enfermedad seselecciona del grupo que comprende:a) traumatismo de tejidosb) una lesión por reperfusión como resultado de infarto de miocardio o ictus, trasplante de órganos o cualquierotra operación quirúrgica,c) cáncer o metástasis de cáncer, yd) un estado inflamatorio.y en donde se usa como biomarcador la CD73 extraída de un líquido tisular de dicho paciente, en donde elmétodo se repite en dos o más tiempos y se compara el nivel de CD73 de la muestra, con el de un análisisprevio, y se usa para indicar el agravamiento de la enfermedad o para indicar la remisión de la enfermedad, endonde un aumento del nivel del la CD73 indica remisión de la enfermedad y una disminución del nivel de la CD73indica agravamiento de la enfermedad.A method to monitor the development of a disease in a patient, wherein said disease is selected from the group comprising: a) tissue trauma b) a reperfusion injury as a result of myocardial infarction or stroke, organ transplantation or any other surgical operation, c) cancer or cancer metastasis, and d) an inflammatory state, and where the CD73 extracted from a tissue fluid of said patient is used as a biomarker, where the method is repeated in two or more times and the CD73 level of the sample, with that of a previous analysis, and is used to indicate the worsening of the disease or to indicate the remission of the disease, where an increase in the level of the CD73 indicates remission of the disease and a decrease in the level of the CD73 indicates worsening of the illness.
Description
Un nuevo biomarcador para monitorizar el desarrollo de enfermedades y evaluar la eficacia de terapias. A new biomarker to monitor the development of diseases and evaluate the effectiveness of therapies.
CAMPO DE LA INVENCIÓN FIELD OF THE INVENTION
Esta invención se refiere al uso de la proteína CD73 en líquidos tisulares como un biomarcador para evaluar el desarrollo de enfermedades. También se describen métodos para determinar la proteína CD73 en un líquido tisular. This invention relates to the use of the CD73 protein in tissue fluids as a biomarker to assess disease development. Methods for determining CD73 protein in a tissue fluid are also described.
FUNDAMENTO DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION
Las publicaciones y otros materiales usados en la presente memoria para ilustrar el fundamento de la invención, y en particular, los casos para proporcionar detalles adicionales respecto a la práctica de la invención se incorporan como referencia. Publications and other materials used herein to illustrate the basis of the invention, and in particular, cases to provide additional details regarding the practice of the invention are incorporated by reference.
CD73 es una enzima de la superficie celular que tiene actividad de 5'-ectonucleotidasa. Por tanto media la conversión de nucleótidos de purina monofosforilados en los nucleósidos correspondientes. Por ejemplo, la desfosforilación de AMP a adenosina es catalizada por CD73. La CD73 está presente también en una forma soluble en el plasma y la enzima soluble tiene la misma actividad enzimática que la forma unida a membranas. CD73 is a cell surface enzyme that has 5'-ectonucleotidase activity. Thus, the conversion of monophosphorylated purine nucleotides into the corresponding nucleosides. For example, the dephosphorylation of AMP to adenosine is catalyzed by CD73. CD73 is also present in a soluble form in plasma and the soluble enzyme has the same enzymatic activity as the membrane bound form.
La adenosina es uno de los reguladores fisiológicos de la permeabilidad celular endotelial [1, 2], y por tanto puede estar implicada en la patogénesis de muchos trastornos como lesión pulmonar aguda (LPA), síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS), síndrome de dificultad respiratoria (SDR) y la enfermedad mal de altura. En la inflamación, en traumatismos y en el cáncer también tienen lugar cambios en la permeabilidad endotelial. La CD73 controla la permeabilidad endotelial vía un mecanismo mediado por adenosina en condicionas normales, en hipoxia y en lesión pulmonar inducida por un aparato respirador [3-7]. Adenosine is one of the physiological regulators of endothelial cell permeability [1,2], and therefore may be involved in the pathogenesis of many disorders such as acute lung injury (APL), systemic inflammatory response syndrome (SRIS), respiratory distress (RDS) and altitude sickness. In inflammation, trauma and cancer, changes in endothelial permeability also occur. CD73 controls endothelial permeability via an adenosine-mediated mechanism under normal conditions, in hypoxia and in lung injury induced by a breathing apparatus [3-7].
La CD73 es inducida por ciertas citoquinas. Del modo más importante se ha descrito que los interferones alfa y beta aumentan la expresión y la actividad de CD73 en seres humanos (8, WO 2004/084933, 11). Estas citoquinas se usan también en clínica para tratar diferentes enfermedades. El interferón alfa, por ejemplo, se usa para tratar ciertas infecciones y enfermedades malignas, tales como hepatitis y leucemia de células pilosas. El interferón beta, por otro lado, se usa ampliamente para tratar la inflamación en la esclerosis múltiple. Sin embargo, en muchos casos la respuesta beneficiosa al tratamiento con interferón sólo se aprecia en una subpoblación de pacientes, y también los pacientes que responden inicialmente pueden más tarde ser refractarios al tratamiento. Por tanto, existe la necesidad de desarrollar biomarcadores fácilmente medibles que reflejen la capacidad de respuesta biológica del cuerpo al tratamiento. CD73 is induced by certain cytokines. Most importantly, it has been described that alpha and beta interferons increase the expression and activity of CD73 in humans (8, WO 2004/084933, 11). These cytokines are also used in clinics to treat different diseases. Interferon alfa, for example, is used to treat certain infections and malignant diseases, such as hepatitis and hair cell leukemia. Interferon beta, on the other hand, is widely used to treat inflammation in multiple sclerosis. However, in many cases the beneficial response to interferon treatment can only be seen in a subpopulation of patients, and also patients who respond initially may later be refractory to treatment. Therefore, there is a need to develop easily measurable biomarkers that reflect the body's biological responsiveness to treatment.
La solicitud de patente publicada WO 2004/084933 describe el uso de citoquinas para inducir la expresión endotelial de CD73 y elevar subsiguientemente el nivel de adenosina en un individuo. Está descrito el uso de interferón beta en combinación con monofosfato de adenosina (AMP) en el tratamiento de insuficiencia multiorgánica (IMO) en ratas. Published patent application WO 2004/084933 describes the use of cytokines to induce endothelial expression of CD73 and subsequently raise the level of adenosine in an individual. The use of interferon beta in combination with adenosine monophosphate (AMP) in the treatment of multiorganic insufficiency (IMO) in rats is described.
La solicitud de patente publicada WO 2007/042602 describe el uso de interferón beta puro para el tratamiento o prevención de la lesión por isquemia-reperfusión (LIR) o insuficiencia multiorgánica (IMO). Published patent application WO 2007/042602 describes the use of pure beta interferon for the treatment or prevention of ischemia-reperfusion injury (LIR) or multiorganic insufficiency (IMO).
Se sabe que las estatinas, agentes hipolipidémicos usados para disminuir el nivel de colesterol inducen la expresión de CD73 en los pacientes. It is known that statins, hypolipidemic agents used to lower cholesterol levels induce the expression of CD73 in patients.
También es conocido el uso de CD73 como un marcador tanto de la inflamación general como de la local en la artritis reumatoide [12]. The use of CD73 as a marker of both general and local inflammation in rheumatoid arthritis [12] is also known.
Sin embargo, en la técnica anterior no hay descripciones referentes a la medida de la proteína CD73 en suero o cualquier otro líquido tisular para uso como un biomarcador para monitorizar el desarrollo de enfermedades o para evaluar la eficacia de las terapias. However, in the prior art there are no descriptions concerning the measurement of serum CD73 protein or any other tissue fluid for use as a biomarker to monitor disease development or to evaluate the efficacy of therapies.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN SUMMARY OF THE INVENTION
Los autores de la presente invención hemos demostrado que la actividad de la CD73 soluble se puede usar para monitorizar la gravedad y la capacidad de respuesta de una enfermedad a la terapia. Por lo tanto, creemos que el análisis del nivel de expresión o actividad de la CD73 por cualquier técnica puede proporcionar una valiosa información del curso de la una enfermedad o de la respuesta al tratamiento. The authors of the present invention have demonstrated that the activity of soluble CD73 can be used to monitor the severity and responsiveness of a disease to therapy. Therefore, we believe that the analysis of the level of expression or activity of CD73 by any technique can provide valuable information on the course of a disease or the response to treatment.
La presente invención se refiere a un método para monitorizar el desarrollo de una enfermedad en un paciente, en donde dicha enfermedad se selecciona del grupo que consiste en: The present invention relates to a method for monitoring the development of a disease in a patient, wherein said disease is selected from the group consisting of:
a) traumatismo de tejidos a) tissue trauma
b) una lesión por reperfusión resultante de infarto de miocardio o ictus, trasplante de órganos o cualquier otra b) reperfusion injury resulting from myocardial infarction or stroke, organ transplantation or any other
operación quirúrgica, surgery,
c) cáncer o metástasis de cáncer, y c) cancer or cancer metastasis, and
d) un estado inflamatorio, d) an inflammatory state,
y en donde se usa como biomarcador la CD73 extraída de un líquido tisular de dicho paciente, en donde el método se repite en dos o más tiempos y se compara el nivel de CD73 de la muestra, con el de un análisis previo, y se usa para indicar el agravamiento de la enfermedad o para indicar la remisión de la enfermedad, en donde un aumento del nivel del la CD73 indica remisión de la enfermedad y una disminución del nivel de la CD73 indica agravamiento de la enfermedad. and where the CD73 extracted from a tissue fluid of said patient is used as a biomarker, wherein the method is repeated in two or more times and the level of CD73 of the sample is compared, with that of a previous analysis, and used to indicate the worsening of the disease or to indicate the remission of the disease, where an increase in the level of the CD73 indicates remission of the disease and a decrease in the level of the CD73 indicates worsening of the disease.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figura 1. La lesión por isquemia-reperfusión del intestino induce daño tisular primario y secundario. La arteria mesentérica fue ocluida durante 30 minutos y luego se permitió la reperfusión (restablecimiento del flujo sanguíneo) durante 4 horas. Las microfotografías representativas del (A) intestino y (B) pulmones de ratones de tipo natural (TN, es decir, no modificados genéticamente) después de la operación falsa (solamente laparotomía) y después de la inducción de lesión por isquemia-reperfusión (IR). Figure 1. Ischemia reperfusion injury of the intestine induces primary and secondary tissue damage. The mesenteric artery was occluded for 30 minutes and then reperfusion (restoration of blood flow) was allowed for 4 hours. Representative photomicrographs of the (A) intestine and (B) lungs of wild-type mice (TN, that is, not genetically modified) after false operation (laparotomy only) and after induction of ischemia-reperfusion injury (IR) ).
Figura 2. La actividad de CD73/5'NT sobre los pulmones se correlaciona inversamente con la actividad de la enfermedad. Ratones CD73/5NT-/-y sus compañeros de camada de tipo natural (TN),) fueron sometidos a una operación falsa o a 30 minutos de isquemia intestinal seguida por 240 minutos reperfusión (por LPA). En otros grupos, los animales expuestos a LPA fueron tratados previamente con IFN-�. (A) Actividad de CD73/5'NT sobre el pulmón (valor medio ± error estándar, mmol de AMP hidrolizado por miligramo de proteína por hora) medida en lisados de tejidos por cromatografía en capa delgada (CCD). (B) Análisis semicuantitativo de fuga vascular [(exudación de dextrano conjugado con fluorescein-isotiocianato (FITC)] en los pulmones medido en cortes histológicos usando análisis de imagen (% del área del corte que exhibe fluorescencia por encima de un valor de fondo elegido arbitrariamente, valores medios ± error estándar). También se muestran microfotografías representativas de los grupos indicados. Barra, 50 µm. *p<0,05. **p<0,01. Figure 2. The activity of CD73 / 5'NT on the lungs is inversely correlated with the activity of the disease. Mice CD73 / 5NT - / - and their wild-type littermates (TN),) underwent a false operation or 30 minutes of intestinal ischemia followed by 240 minutes reperfusion (by LPA). In other groups, animals exposed to LPA were previously treated with IFN-�. (A) Activity of CD73 / 5'NT on the lung (mean value ± standard error, mmol of hydrolyzed AMP per milligram of protein per hour) measured in tissue lysates by thin layer chromatography (CCD). (B) Semiquantitative analysis of vascular leakage [(exudation of dextran conjugated with fluorescein-isothiocyanate (FITC)] in the lungs measured in histological sections using image analysis (% of the area of the cut that exhibits fluorescence above a chosen background value arbitrarily, mean values ± standard error) Representative photomicrographs of the indicated groups are also shown Bar, 50 µm. * p <0.05. ** p <0.01.
Figura 3. La actividad de CD73/5'NT en paciente con SRIS que sufren pancreatitis. Los datos muestran la actividad de CD73/5'NT frente al grado de gravedad de la pancreatitis: 0 = pancreatitis suave; 1 = pancreatitis grave sin insuficiencia del órgano; 2 = pancreatitis grave con insuficiencia del órgano; 3 = control sano. Figure 3. The activity of CD73 / 5'NT in patients with SIRS suffering from pancreatitis. The data show the activity of CD73 / 5'NT against the degree of severity of pancreatitis: 0 = mild pancreatitis; 1 = severe pancreatitis without organ failure; 2 = severe pancreatitis with organ failure; 3 = sound control.
Figura 4. Actividad de CD73/5'NT' frente a la estancia total en la unidad de tratamiento intensivo (UTI) para pacientes con todos los grados de pancreatitis. Figure 4. Activity of CD73 / 5'NT 'versus total stay in the intensive treatment unit (ICU) for patients with all degrees of pancreatitis.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
El término "paciente" o "individuo" se refiere a un ser humano o a un sujeto animal. The term "patient" or "individual" refers to a human being or an animal subject.
El término "monitorizar el desarrollo de una enfermedad" significa que el agravamiento de la enfermedad (es decir, el empeoramiento de la enfermedad) o la remisión de la enfermedad (es decir, la recuperación del paciente) pueden ser detectados comparando un nivel medido del biomarcador con un valor de control o una o más medidas previas, realizadas en diferentes tiempos, del nivel del biomarcador en el mismo paciente. Por ejemplo, se puede usar un menor nivel del biomarcador, comparado con el resultado de una medida previa o con un valor de control para indicar el agravamiento de la enfermedad, mientras que se usa un mayor nivel del biomarcador, comparado con el resultado de una medida previa o con un valor de control para indicar la remisión de la enfermedad. Sin embargo, probablemente hay ciertas enfermedades que afectan al nivel del biomarcador en el modo contrario. The term "monitor the development of a disease" means that the worsening of the disease (that is, the worsening of the disease) or the remission of the disease (that is, the recovery of the patient) can be detected by comparing a measured level of biomarker with a control value or one or more previous measurements, performed at different times, of the biomarker level in the same patient. For example, a lower level of the biomarker can be used, compared to the result of a previous measurement or with a control value to indicate the worsening of the disease, while a higher level of the biomarker is used, compared to the result of a previous measure or with a control value to indicate the remission of the disease. However, there are probably certain diseases that affect the biomarker level in the opposite way.
La expresión "líquido tisulares" debe entenderse que incluye cualquier líquido que bañe y circunde las células. La expresión incluye, por ejemplo, plasma sanguíneo, suero, linfa, orina, exudados (pleural, peritoneal) y líquido cefalorraquídeo. The term "tissue fluid" should be understood to include any liquid that bathes and circles cells. The expression includes, for example, blood plasma, serum, lymph, urine, exudates (pleural, peritoneal) and cerebrospinal fluid.
La expresión "estado inflamatorio" pretende incluir cualquier respuesta inflamatoria perjudicial y no deseada de un tejido de un individuo, en donde dicho estado inflamatorio puede ser el resultado de un estado agudo tal como traumatismo tisular, lesión por reperfusión resultante de un infarto de miocardio o ictus, trasplante de órganos u otra operación quirúrgica o por un estado crónico incluyendo estados alérgicos, enfermedades autoinmunitarias, y enfermedades inflamatorias. The term "inflammatory state" is intended to include any harmful and unwanted inflammatory response of an individual's tissue, wherein said inflammatory state may be the result of an acute condition such as tissue trauma, reperfusion injury resulting from myocardial infarction or stroke, organ transplantation or other surgical operation or for a chronic condition including allergic conditions, autoimmune diseases, and inflammatory diseases.
Las enfermedades cuyo desarrollo puede ser monitorizado usando la proteína CD73 en líquido tisular se seleccionan típicamente del grupo que comprende: Diseases whose development can be monitored using CD73 protein in tissue fluid are typically selected from the group comprising:
a) traumatismo de tejidos a) tissue trauma
b) una lesión por reperfusión resultante de infarto de miocardio o ictus, trasplante de órganos o cualquier otra b) reperfusion injury resulting from myocardial infarction or stroke, organ transplantation or any other
operación quirúrgica, surgery,
c) cáncer o metástasis de cáncer, y c) cancer or cancer metastasis, and
d) un estado inflamatorio. d) an inflammatory state.
Las enfermedades típicas que conducen a un cambio en el nivel de CD73 en fluidos tisulares de pacientes especialmente en el suero son: traumatismo tisular; lesiones por reperfusión resultante de infarto de miocardio o ictus, trasplante de órganos u otras operaciones quirúrgicas, cáncer o metástasis de cáncer; o estados inflamatorios resultantes de los traumatismos antes mencionados o lesiones por reperfusión o por estados crónicos incluyendo estados alérgicos, enfermedades autoinmunitarias, y enfermedades inflamatorias Como ejemplos de dichos estados crónicos se pueden mencionar artritis, estados alérgicos, tales como asma, estados inflamatorios, tales como enfermedad intestinal inflamatoria o un estado inflamatorio de la piel, psoriasis, enfermedad de Parkinson, enfermedad de Alzheimer, enfermedades autoinmunitarias, diabetes de tipo I o de tipo II, aterosclerosis, esclerosis múltiple, enfermedad de Crom, o reacciones de rechazo debidas a trasplante de órganos. Particularmente, las enfermedades inflamatorias síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS), lesión pulmonar aguda (LPA), insuficiencia multiorgánica (IMO), lesión por isquemia-reperfusión (LIR) y reacción adversa a medicamento (RAM) conducirán a alteraciones de la proteína CD73 en el tejido tisular. Typical diseases that lead to a change in the level of CD73 in tissue fluids of patients especially in the serum are: tissue trauma; reperfusion injuries resulting from myocardial infarction or stroke, organ transplantation or other surgical operations, cancer or cancer metastasis; or inflammatory conditions resulting from the aforementioned injuries or reperfusion injuries or chronic conditions including allergic conditions, autoimmune diseases, and inflammatory diseases. Examples of such chronic conditions may be mentioned arthritis, allergic conditions, such as asthma, inflammatory conditions, such as inflammatory bowel disease or an inflammatory skin condition, psoriasis, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, autoimmune diseases, type I or type II diabetes, atherosclerosis, multiple sclerosis, Crom disease, or rejection reactions due to transplantation of organs Particularly, inflammatory diseases systemic inflammatory response syndrome (SRIS), acute lung injury (LPA), multiorganic insufficiency (IMO), ischemia reperfusion injury (LIR) and adverse drug reaction (RAM) will lead to alterations of the CD73 protein in tissue tissue.
El término "citoquina" incluye cualquier proteína o péptido usado en organismos como compuestos de señalización. En particular, este término se refiere a un interferón o una interleuquina, pero no está restringido a ellos. En el caso de que la citoquina sea un interferón, dicho interferón puede ser alfa-, beta-, gamma-, omega-o cualquier otro interferón y puede ser cualquier subtipo de los interferones antes mencionados. Los interferones se usan en el tratamiento de las enfermedades antes mencionadas. Como ejemplos de interleuquinas se pueden mencionar IL-4, IL-10, IL-13 e IL-20. The term "cytokine" includes any protein or peptide used in organisms as signaling compounds. In particular, this term refers to an interferon or an interleukin, but is not restricted to them. In the event that the cytokine is an interferon, said interferon can be alpha-, beta-, gamma-, omega- or any other interferon and can be any subtype of the aforementioned interferons. Interferons are used in the treatment of the aforementioned diseases. Examples of interleukins can be mentioned IL-4, IL-10, IL-13 and IL-20.
Las "estatinas" forman una clase de agentes hipolipidémicos usados para disminuir los niveles de colesterol en individuos, particularmente para reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares. También pueden responder al tratamiento con estatinas los estados inflamatorios, demencia, cáncer, cataratas nucleares e hipertensión pulmonar. "Statins" form a class of hypolipidemic agents used to lower cholesterol levels in individuals, particularly to reduce the risk of cardiovascular disease. Inflammatory conditions, dementia, cancer, nuclear cataracts and pulmonary hypertension can also respond to statin treatment.
La determinación de la proteína CD73 en una muestra extraída de un líquido tisular de un individuo puede ser llevada a cabo por inmunodetección cuantificando el nivel de la proteína CD73 en dicha muestra sometiendo la muestra a un aglutinante o agente de unión que reconoce la proteína CD73, y cuantificar dicho aglutinante. The determination of the CD73 protein in a sample extracted from an individual's tissue fluid can be carried out by immunodetection by quantifying the level of the CD73 protein in said sample by subjecting the sample to a binder or binding agent that recognizes the CD73 protein, and quantify said binder.
Alternativamente, la detección puede ser llevada a cabo detectando la actividad de la proteína CD73 en dicha muestra usando cromatografía en capa delgada o sometiendo dicha muestra a la acción de un sustrato de la CD73 y monitorizando el cambio de dicho sustrato. Alternatively, detection can be carried out by detecting the activity of the CD73 protein in said sample using thin layer chromatography or by subjecting said sample to the action of a CD73 substrate and monitoring the change of said substrate.
El término "aglutinante" debe entenderse que incluye anticuerpos, que pueden ser monoclonales o policlonales o modificados por ingeniería genética; cualesquiera fragmentos de anticuerpos; aptámeros y afficuerpos, y cualquier otro aglutinante capaz de unirse a un epítopo de la proteína CD73. Los anticuerpos para la CD73 son bien conocidos en la técnica, véase por ejemplo http://www.biocompare.com/matrixse/3194/6/67151/CD73.html. Los afficuerpos representan una nueva clase de aglutinantes y son proteínas pequeñas y especialmente estables, desarrolladas por Affibody Ab. The term "binder" should be understood to include antibodies, which may be monoclonal or polyclonal or modified by genetic engineering; any antibody fragments; aptamers and afficibers, and any other binder capable of binding to an epitope of the CD73 protein. Antibodies to CD73 are well known in the art, see for example http://www.biocompare.com/matrixse/3194/6/67151/CD73.html. The afficuerpos represent a new class of binders and are small and especially stable proteins, developed by Affibody Ab.
El ensayo de unión (aglutinación) puede ser competitivo o no competitivo. Un ensayo preferido es un ensayo sándwich en donde un anticuerpo de captura (u otra clase de aglutinante) inmovilizado en un soporte sólido se somete a una muestra que comprende el antígeno, que se une por un primer epítopo para capturar el anticuerpo y añadir un anticuerpo marcado (u otra clase de aglutinante), dirigido a otro epítopo del antígeno. El anticuerpo marcado se cuantifica bien sea directamente (ensayo homogéneo) o después de separación de los anticuerpos marcados no inmovilizados. El marcador puede ser un isótopo radiactivo, un colorante fluorescente, una enzima o cualquier otro marcador detectable. The binding assay (agglutination) can be competitive or non-competitive. A preferred assay is a sandwich assay wherein a capture antibody (or other binder class) immobilized on a solid support is subjected to a sample comprising the antigen, which is joined by a first epitope to capture the antibody and add an antibody. labeled (or other class of binder), directed to another epitope of the antigen. The labeled antibody is quantified either directly (homogeneous assay) or after separation of non-immobilized labeled antibodies. The label can be a radioactive isotope, a fluorescent dye, an enzyme or any other detectable label.
Por ejemplo, para los fines de inmunodetección, cualquier anticuerpo específico anti-CD73 se puede usar para capturar la CD73 soluble de la muestra, y luego se puede cuantificar la cantidad de proteína unida usando una variedad de técnicas. Por ejemplo, se puede emplear un ensayo ELISA de tipo sándwich en el cual un anticuerpo anti-CD73 está inmovilizado en el fondo de placas multi-pocillos, se añade la muestra, y la CD73 unida es detectada usando otro anticuerpo anti-CD73. El anticuerpo anti-CD73 se detecta luego usando cualquiera de las múltiples técnicas adecuadas para la detección de anticuerpos, tales como anticuerpos marcados de segunda etapa. La especificidad para la CD73 de la reacción se controla incluyendo un anticuerpo irrelevante como un anticuerpo de captura o detección y comparando las señales entre estos controles negativos y los anticuerpos anti-CD73. For example, for immunodetection purposes, any specific anti-CD73 antibody can be used to capture soluble CD73 from the sample, and then the amount of bound protein can be quantified using a variety of techniques. For example, a sandwich ELISA assay in which an anti-CD73 antibody is immobilized at the bottom of multi-well plates can be employed, the sample is added, and bound CD73 is detected using another anti-CD73 antibody. The anti-CD73 antibody is then detected using any of the multiple techniques suitable for the detection of antibodies, such as labeled second stage antibodies. The specificity for the CD73 of the reaction is controlled by including an irrelevant antibody such as a capture or detection antibody and comparing the signals between these negative controls and the anti-CD73 antibodies.
La actividad de CD73 puede ser medida usando cromatografía en capa delgada de acuerdo con los protocolos publicados. La actividad de CD73 se puede medir también usando un ensayo enzimático que mida la conversión de AMP, u otro mononucleótido de purina que se pueda usar como sustrato de la CD73, en el nucleósido correspondiente. Por ejemplo, el ensayo puede estar basado en la conversión de sustratos marcados radiactivamente o fluorescentemente. Los métodos de detección pueden estar basados en la cuantificación de la disminución en una concentración de sustrato o un aumento en la concentración de producto o la liberación del grupo fosfato. La dependencia de CD73 de la reacción se puede determinar realizando el ensayo en presencia y ausencia de un inhibidor conocido de la CD73, tal como AMPCP. CD73 activity can be measured using thin layer chromatography according to published protocols. CD73 activity can also be measured using an enzymatic assay that measures the conversion of AMP, or other purine mononucleotide that can be used as a CD73 substrate, in the corresponding nucleoside. For example, the assay may be based on the conversion of radioactively or fluorescently labeled substrates. The detection methods may be based on the quantification of the decrease in a substrate concentration or an increase in the product concentration or the release of the phosphate group. The dependence of CD73 on the reaction can be determined by performing the assay in the presence and absence of a known CD73 inhibitor, such as AMPCP.
Los sustratos conocidos para la CD73 son, por ejemplo nucleósido-5'-monofosfatos incluyendo adenosin-5'monofosfato (AMP), inosina-5’-monofosfato (IMP) y similares. Known substrates for CD73 are, for example, nucleoside-5'-monophosphates including adenosine-5'monophosphate (AMP), inosine-5'-monophosphate (IMP) and the like.
La invención se ilustrará por el siguiente apartado de ejemplos no restrictivos. The invention will be illustrated by the following section of non-restrictive examples.
APARTADO EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL SECTION
Modelo de la lesión pulmonar aguda (LPA) y fuga vascular Model of acute lung injury (APL) and vascular leakage
Se usaron ratones CD73-/-, que fueron retrocruzados con otros de procedencia C57BL/6 durante 8 generaciones y ratones C57BL/6 de tipo natural (TN). Dichos ratones carecían del RNA de la proteína CD73 con actividad enzimática, [3]. Los animales fueron agrupados por igualdad de peso, sexo y edad. Todos los ratones tuvieron acceso a comida estándar para ratones y agua hasta el final del experimento. CD73 - / - mice were used, which were backcrossed with others of C57BL / 6 origin for 8 generations and wild-type C57BL / 6 (TN) mice. These mice lacked the CD73 protein RNA with enzymatic activity, [3]. The animals were grouped by equality of weight, sex and age. All mice had access to standard food for mice and water until the end of the experiment.
Los ratones fueron anestesiados con hidrocloruro de ketamina (100 mg/kg de peso corporal, i.p.) y xilazina (10 mg/kg peso corporal, i.p.). Durante la anestesia los ratones respiraron espontáneamente con aire normal. Antes de la cirugía los animales recibieron 1 ml de solución salina subcutáneamente para compensar la pérdida de líquidos antes de la operación. Se disecó la arteria mesentérica superior mediante una laparotomía en la línea central y se ocluyó por una pinza microvascular durante 30 minutos. Los animales operados falsamente experimentaron una disección de la arteria mesentérica superior sin oclusión vascular. La herida se suturó en una capa. La temperatura corporal de los animales se mantuvo a través de la fase de isquemia con una lámpara calentadora. Después de la isquemia, la pinza microvascular se liberó, se suturó la herida y los animales recibieron subcutáneamente 1 ml adicional de solución salina. Después de 235 minutos de reperfusión los ratones recibieron dextrano conjugado con FlTC (25 mg/kg de peso corporal en 0,2 ml de solución salina estéril; peso molecular: 70.000 D, Molecular Probes). Después de 240 minutos de reperfusión se sacrificaron los ratones y se recogieron las muestras de tejidos. Mice were anesthetized with ketamine hydrochloride (100 mg / kg body weight, i.p.) and xylazine (10 mg / kg body weight, i.p.). During anesthesia the mice breathed spontaneously with normal air. Before surgery the animals received 1 ml of saline solution subcutaneously to compensate for the loss of fluids before the operation. The superior mesenteric artery was dissected by means of a laparotomy in the central line and occluded by a microvascular clamp for 30 minutes. False-operated animals experienced dissection of the superior mesenteric artery without vascular occlusion. The wound was sutured in a layer. The body temperature of the animals was maintained through the ischemia phase with a heating lamp. After ischemia, the microvascular clamp was released, the wound was sutured and the animals subcutaneously received an additional 1 ml of saline. After 235 minutes of reperfusion the mice received dextran conjugated with FlTC (25 mg / kg body weight in 0.2 ml sterile saline solution; molecular weight: 70,000 D, Molecular Probes). After 240 minutes of reperfusion, mice were sacrificed and tissue samples were collected.
El protocolo de 30 min de isquemia-240 minutos de reperfusión es un modelo de LPA establecido y reproducible [9]. El protocolo fue aprobado por el Committee on Animal Ethics de la Universidad de Turku (permiso nº 1597/05 a Sirpa Jalkanen). The 30-minute ischemia-240 minute reperfusion protocol is an established and reproducible LPA model [9]. The protocol was approved by the Committee on Animal Ethics of the University of Turku (permit 1597/05 to Sirpa Jalkanen).
Se estudió el efecto del IFN-sobre la actividad y permeabilidad del CD73 usando protocolos pre-y pos-tratamiento. Sub-grupos de ratones fuero pretratados con IFN-recombinante de ratón (6000 UI s.c. una vez al día durante 3 días antes de la isquemia). En el grupo del pos-tratamiento, los animales tuvieron un solo bolo de IFN-(20.000 UI) intravenosamente después de la fase isquémica al comienzo del periodo de reperfusión. The effect of IFN-on the activity and permeability of CD73 was studied using pre-and post-treatment protocols. Subgroups of mice were pretreated with mouse IFN-recombinant (6000 IU s.c. once daily for 3 days before ischemia). In the post-treatment group, the animals had a single bolus of IFN- (20,000 IU) intravenously after the ischemic phase at the beginning of the reperfusion period.
Todos los ratones fueron inyectados i.v. con dextrano conjugado con FITC (70 kDa) 5 minutos antes de la eutanasia. La fuga vascular fue determinada a partir de tres imágenes en color tomadas de campos elegidos al azar de pulmones de ratones crioseccionados usando análisis de imagen por ordenador (Imagen J). All mice were injected i.v. with dextran conjugated with FITC (70 kDa) 5 minutes before euthanasia. Vascular leakage was determined from three color images taken from randomly chosen fields of lungs of cryosected mice using computer image analysis (Image J).
Se analizó la actividad de ecto-5'-nucleolidasa por CCD, como se ha descrito previamente [10]. Explicado brevemente: el ensayo se realizó con la enzima estándar contenida en un volumen final de 120 µl de RPMI 1640, lisado de pulmón, -glicerofosfato 5 mmol/L, y las concentraciones indicadas de AMP con el trazador [3H]AMP (actividad específica, 18,6 Ci/mmol; Amersham, Little Chalfont, Reino Unido). Se eligieron tiempos de incubación para asegurar la linealidad de la reacción con el tiempo, de modo que la cantidad de AMP convertido no excedió de 7-10% del sustrato introducido inicialmente. Se aplicaron partes alícuotas de la mezcla a hojas de CCD Alugram SIL G/UV254 (Machercy-Nagel, Düren, Alemania) y se realizó la separación con isobutanol/alcohol isoamílico /2-etoxietanol/amoniaco/H2O (9:6:18:9:15) como disolvente. El AMP marcado con 3H y sus derivados de nucleósidos desfosforilados fueron visualizados en luz UV y cuantificados usando un espectrómetro Wallac-1409 . La actividad de CD73 se expresó como nM de AMP hidrolizado por miligramo de proteína por hora. La concentración de proteína en los lisados se determinó con el kit de análisis de proteínas con ácido bicinconínico (abreviadamente BCA por la expresión inglesa bicinconinic acid) (Pierce, Rockford, IL) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. The activity of ecto-5'-nucleolidase was analyzed by CCD, as previously described [10]. Briefly explained: the test was carried out with the standard enzyme contained in a final volume of 120 µl of RPMI 1640, lung lysate, 5 mmol / L glycerophosphate, and the indicated concentrations of AMP with the [3H] AMP tracer (specific activity , 18.6 Ci / mmol; Amersham, Little Chalfont, United Kingdom). Incubation times were chosen to ensure linearity of the reaction over time, so that the amount of converted AMP did not exceed 7-10% of the initially introduced substrate. Aliquots of the mixture were applied to Alugram SIL G / UV254 CCD sheets (Machercy-Nagel, Düren, Germany) and separation was carried out with isobutanol / isoamyl alcohol / 2-ethoxyethanol / ammonia / H2O (9: 6: 18: 9:15) as solvent. The 3H-labeled AMP and its dephosphorylated nucleoside derivatives were visualized in UV light and quantified using a Wallac-1409 spectrometer. CD73 activity was expressed as nM of hydrolyzed AMP per milligram of protein per hour. The protein concentration in the lysates was determined with the protein analysis kit with bicinconinic acid (abbreviated BCA by the English expression bicinconinic acid) (Pierce, Rockford, IL) according to the manufacturer's instructions.
Se usó el programa informático ANOVA no paramétrico de una vía (ensayos U de Kruskall-Wallis y Mann-Whitney). The non-parametric one-way ANOVA software program (Kruskall-Wallis and Mann-Whitney U tests) was used.
Resultados Results
La isquemia-reperfusión (IR) intestinal causó un daño tisular marcado tanto en el intestino como en los pulmones (Fig. 1). En los pulmones del ratón de tipo natural operado falsamente la actividad de CD73 fue baja (Fig. 2A). Los análisis microscópicos de FITC-dextrano en los pulmones mostraron que hubo solo una fuga marginal en los ratones TN sometidos a la operación falsa (Fig. 2B). Intestinal ischemia-reperfusion (IR) caused marked tissue damage in both the intestine and lungs (Fig. 1). In the lungs of the wild-type mouse falsely operated the activity of CD73 was low (Fig. 2A). Microscopic analysis of FITC-dextran in the lungs showed that there was only a marginal leak in the TN mice undergoing the false operation (Fig. 2B).
Cuando se indujo LPA en los animales TN, la actividad de CD73 se redujo en 25%. Al mismo tiempo aumentó significativamente la fuga vascular. Los cambios en la permeabilidad vascular se correlacionan directamente con la gravedad de la enfermedad, puesto que la fuga de líquidos intravasculares al parénquima pulmonar y además a los alveolos es la principal causa de deterioro de la función pulmonar y perjudicó el intercambio de gases. When LPA was induced in TN animals, CD73 activity was reduced by 25%. At the same time the vascular leak increased significantly. Changes in vascular permeability are directly correlated with the severity of the disease, since the leakage of intravascular fluids to the pulmonary parenchyma and also to the alveoli is the main cause of deterioration of pulmonary function and impaired gas exchange.
Como era de esperar la actividad de CD73 fue indetectable o a niveles extremadamente bajos en ratones deficientes en CD73 tanto después de la operación falsa como después de la IR intestinal. En ratones deficientes en CD73 la fuga en los animales falsamente operados fue aumentada moderadamente cuando se comparan con los ratones de tipo natural operados falsamente. Notablemente, cuando se indujo LPA los ratones deficientes en CD73 mostraron aproximadamente 80% más fuga en los pulmones que sus compañeros de camada de ratones TN (p=0,03). As expected, the activity of CD73 was undetectable or at extremely low levels in mice deficient in CD73 both after the false operation and after the intestinal IR. In CD73-deficient mice, leakage in falsely operated animals was moderately increased when compared to falsely operated wild-type mice. Notably, when LPA was induced, CD73-deficient mice showed approximately 80% more leakage in the lungs than their littermates of TN mice (p = 0.03).
Estos datos muestran que hay una correlación inversa entre la actividad de CD73 y la permeabilidad vascular, que es una medida de la gravedad de la enfermedad. These data show that there is an inverse correlation between CD73 activity and vascular permeability, which is a measure of the severity of the disease.
El tratamiento previo durante 3 días con IFN-(a una dosis usada clínicamente en el tratamiento de la esclerosis múltiple) condujo a un aumento del 230 % en la actividad de CD73 en pulmones de ratones TN durante la LPA (p=0,002, Fig. 2A). Más sorprendentemente, el área de fuga en los ratones TN después de la inducción de LPA se redujo en más del 90% después del tratamiento previo con IFN-cuando se comparó con los compañeros de camada no tratados (p=0,0001, Fig. 2B). De hecho, no hubo diferencia de los animales solamente sometidos a la operación falsa. Sorprendentemente el IFN-tampoco tuvo efectos protectores en los ratones con LPA deficientes en CD73. Estos datos muestran que el tratamiento con interferón beta disminuye la fuga vascular de un modo sorprendentemente dependiente de CD73. Además, el aumento en la actividad de CD73 en ratones de tipo natural (TN) puede ser usado para predecir un resultado beneficioso en la respuesta al tratamiento con IFN-. Previous treatment for 3 days with IFN- (at a dose used clinically in the treatment of multiple sclerosis) led to a 230% increase in the activity of CD73 in lungs of TN mice during APL (p = 0.002, Fig. 2A). More surprisingly, the area of leakage in the TN mice after induction of LPA was reduced by more than 90% after previous treatment with IFN-when compared with untreated littermates (p = 0.0001, Fig. 2B). In fact, there was no difference from the animals only subjected to the false operation. Surprisingly, IFN-also had no protective effects on mice with CD73-deficient LPA. These data show that interferon beta treatment decreases vascular leakage in a surprisingly CD73 dependent manner. In addition, the increase in CD73 activity in wild-type (TN) mice can be used to predict a beneficial outcome in the response to IFN- treatment.
Luego los inventores analizamos si el tratamiento con IFN-podía revertir una lesión capilar ya establecida. Para tal fin tratamos los ratones con IFN-solamente después del periodo isquémico en el momento de la reperfusión. Notablemente, la única dosis de IFN-significativamente alta mejoró la función de la barrera vascular durante las 4 horas siguientes al periodo de reperfusión. La fuga de FITC-dextrano se redujo en 90 ± 9% en el grupo de postratamiento cuando se comparó con el grupo de control (n=8-13 ratones/grupo, p<0,001). Al mismo tiempo, la medida de la actividad de CD73 en la muestras de suero aumentó en más de 30% (desde 427±22 en el grupo con LPA sin tratamiento hasta 561±48 en el grupo con LPA tratado con IFN-; p=0,04, n=4/grupo). Por tanto, la inducción de la actividad de CD73 se correlaciona positivamente con una respuesta al tratamiento. Además, medir la actividad de CD73 en una muestra de sangre puede proporcionar información útil acerca de la capacidad de respuesta al IFN-. The inventors then analyzed whether IFN-treatment could reverse an established capillary lesion. For this purpose, we treated the mice with IFN-only after the ischemic period at the time of reperfusion. Notably, the single dose of IFN-significantly high improved vascular barrier function during the 4 hours following the reperfusion period. The FITC-dextran leak was reduced by 90 ± 9% in the post-treatment group when compared to the control group (n = 8-13 mice / group, p <0.001). At the same time, the measure of CD73 activity in serum samples increased by more than 30% (from 427 ± 22 in the group with untreated APL to 561 ± 48 in the group with LPA treated with IFN-; p = 0.04, n = 4 / group). Therefore, the induction of CD73 activity correlates positively with a response to treatment. In addition, measuring the activity of CD73 in a blood sample can provide useful information about the ability to respond to IFN-.
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